FR3107793A1 - Interface d'alimentation USB-PD - Google Patents

Abstract

Interface d'alimentation USB-PD La présente description concerne une interface d'alimentation comprenant : un convertisseur (CONV) fournissant une première tension DC (Vsrc) ; une résistance (R) entre le convertisseur (CONV) et une borne (312) de sortie fournissant une deuxième tension DC (Vbus) ; un premier circuit (CIRC2) fournissant un deuxième signal (MOD) représentatif d'un écart entre la deuxième tension (Vbus) et un seuil de tension lorsqu'un premier signal (EN) est dans un premier état, et à une valeur par défaut sinon ; un deuxième circuit (AMP) fournissant un troisième signal (Isens) représentatif du courant (I) dans la résistance (R) multipliée par un gain du troisième circuit, et modifiant le gain à partir du deuxième signal (MOD) ; et un troisième circuit (CIRC1) fournissant un signal de commande (cmd) du convertisseur (CONV) à partir au moins du troisième signal (Isens). Figure pour l'abrégé : Fig. 2

Description

Interface d'alimentation USB-PD

La présente demande concerne de manière générale les interfaces d'alimentation d'une charge à partir d'une source d'alimentation. La demande concerne plus particulièrement une interface d'alimentation connectée entre une source d'alimentation et un connecteur de type USB-C, le connecteur étant destiné à être relié électriquement à une charge à alimenter, notamment par un câble de type USB-C.

Bien qu'aujourd'hui le sans-fil soit un des axes majeurs de la recherche dans le domaine de l'échange d'énergie et de données, les câbles semblent toujours être le moyen le plus fiable pour connecter plusieurs appareils électroniques, que ce soit pour échanger des données ou pour alimenter ou recharger un ou plusieurs appareils électroniques.

Parmi les différents types de câbles et connecteurs de la norme USB (bus série universel – "Universal Serial Bus"), le type USB-C permet l'échange de données et d'énergie. La technologie USB-PD (fourniture de puissance USB – "USB Power Delivery") est une technologie qui s'adapte sur les câbles et connecteurs de type USB-C. Cette technologie permet la gestion de l'alimentation d'appareils électroniques.

Il serait souhaitable de pouvoir améliorer au moins en partie certains aspects des interfaces d'alimentation d'une charge à partir d'une source d'alimentation, en particulier des interfaces d'alimentation adaptées à la technologie USB-PD.

Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des interfaces d'alimentation d'une charge à partir d'une source d'alimentation, en particulier des interfaces d'alimentation adaptées à la technologie USB-PD.

Un mode de réalisation prévoit une interface d'alimentation comprenant :
un convertisseur configuré pour recevoir une tension d'alimentation, le convertisseur comprenant une première borne configurée pour fournir une première tension DC ;
une première résistance et un premier interrupteur en série entre la première borne et une borne de sortie de l'interface configurée pour fournir une deuxième tension DC ;
un premier circuit configuré pour recevoir un premier signal et pour fournir un deuxième signal représentatif d'un écart entre la deuxième tension et un seuil de tension lorsque le premier signal est dans un premier état, et à une valeur par défaut lorsque le premier signal est dans un deuxième état ;
un deuxième circuit configuré pour fournir un troisième signal représentatif d'une valeur d'un premier courant dans la première résistance multipliée par un gain du troisième circuit, et pour modifier ledit gain sur la base du deuxième signal ; et
un troisième circuit configuré pour fournir un signal de commande du convertisseur sur la base d'un seuil de courant, d'une premier valeur cible de la deuxième tension, d'une valeur courante de la deuxième tension et du troisième signal.

Selon un mode de réalisation, l'interface comprend un quatrième circuit configuré pour fournir le premier signal au premier état pendant une durée prédéterminée après que la deuxième tension atteigne le seuil de tension et/ou si une température dans l'interface est inférieure à une température maximale, et au deuxième état sinon.

Selon un mode de réalisation, le quatrième circuit comprend :
un compteur configuré pour compter pendant ladite durée prédéterminée après une commutation d'un signal de démarrage du compteur, et pour commuter un signal de sortie du compteur une fois ladite durée prédéterminée écoulée, et un comparateur d'un signal représentatif dudit seuil de tension et d'un signal représentatif de la valeur courante de la deuxième tension, configuré pour fournir le signal de démarrage ; et/ou
un comparateur d'un signal représentatif de la température maximale et d'un signal représentatif de la température dans l'interface configuré pour fournir un signal représentatif de ladite comparaison,
le premier signal étant déterminé à partir du signal de sortie du compteur et/ou du signal représentatif de ladite comparaison.

Selon un mode de réalisation, l'interface est destinée à alimenter une charge, l'interface étant configurée pour négocier une puissance à fournir à la charge, sélectionnable dans une liste prédéfinie de puissances, la puissance négociée déterminant le seuil de courant, la première valeur cible et le seuil de tension.

Selon un mode de réalisation, la puissance négociée détermine également la durée prédéterminée et/ou la température maximale.

Selon un mode de réalisation, les premier, deuxième et troisième circuits sont configurés pour que, lorsque le premier signal est au premier état, le signal de commande du convertisseur est tel que la valeur courante de la deuxième tension reste supérieure ou égale au seuil de tension.

Selon un mode de réalisation, le troisième circuit comprend :
un cinquième circuit configuré pour fournir, à partir du troisième signal, un quatrième signal représentatif d'un écart entre le seuil de courant multiplié par une valeur par défaut du gain du deuxième circuit et la valeur du premier courant multipliée par le gain du deuxième circuit ;
un sixième circuit configuré pour fournir un cinquième signal représentatif d'une deuxième valeur cible de la deuxième tension égale à la première valeur cible modulée par le quatrième signal ; et
un septième circuit configuré pour fournir le signal de commande sur la base d'un écart entre la deuxième valeur cible et la valeur courante de la deuxième tension.

Selon un mode de réalisation, le sixième circuit comprend une deuxième résistance connectée entre un premier noeud configuré pour recevoir un septième signal représentatif de la première valeur cible et un deuxième noeud configuré pour fournir le cinquième signal, et un premier transistor connecté entre le deuxième noeud et un troisième noeud d'application d'un potentiel de référence, une borne de commande du transistor étant configurée pour recevoir le quatrième signal.

Selon un mode de réalisation, le premier circuit comprend :
un premier assemblage comportant une troisième résistance et un interrupteur connectés en parallèle, une borne de commande de l'interrupteur étant configurée pour recevoir le premier signal ;
un huitième circuit configuré pour fournir au premier assemblage un deuxième courant déterminé par le quatrième signal ; et
un neuvième circuit configuré pour fournir le deuxième signal à partir d'une tension aux bornes de la troisième résistance et d'un signal représentatif d'un écart entre la première valeur cible et le seuil de tension.

Selon un mode de réalisation, le deuxième circuit comprend :
un amplificateur opérationnel ;
une quatrième résistance connectée entre une borne de la première résistance reliée au convertisseur et une première entrée de l'amplificateur opérationnel, une deuxième entrée de l'amplificateur opérationnel étant reliée à une autre borne de la première résistance reliée à la borne de sortie de l'interface ;
un deuxième assemblage comportant un deuxième transistor, une cinquième résistance et une sixième résistance connectés en série entre la première entrée de l'amplificateur et un noeud d'application d'un potentiel de référence ; et
un troisième transistor connecté en parallèle de la sixième résistance et ayant une borne de commande configurée pour recevoir le deuxième signal,
le deuxième transistor ayant une borne de commande reliée, de préférence connectée, à une sortie de l'amplificateur, une première borne de conduction reliée, de préférence connectée à la première entrée de l'amplificateur, et une deuxième borne de conduction configurée pour fournir le troisième signal.

Un autre mode de réalisation prévoit un procédé mis en œuvre dans une interface d'alimentation comprenant un convertisseur recevant une tension d'alimentation et dont une première borne fournit une première tension DC, et une première résistance et un premier interrupteur en série entre la première borne et une borne de sortie de l'interface fournissant une deuxième tension DC, le procédé comprenant :
a) fournir, avec un premier circuit de l'interface recevant un premier signal, un deuxième signal représentatif d'un écart entre la deuxième tension et un seuil de tension lorsque le premier signal est dans un premier état, et à une valeur par défaut lorsque le premier signal est dans un deuxième état ;
b) fournir, avec un deuxième circuit de l'interface, un troisième signal représentatif d'un premier courant dans la première résistance multipliée par un gain du deuxième circuit ;
c) modifier le gain du deuxième circuit sur la base du deuxième signal ; et
d) fournir, avec un troisième circuit de l'interface, un signal de commande du convertisseur déterminé sur la base d'un seuil de courant, d'une premier valeur cible de la deuxième tension, d'une valeur courante de la deuxième tension et du troisième signal.

Selon un mode de réalisation, le premier signal est dans le premier état pendant une durée prédéterminée après que la deuxième tension atteigne le seuil de tension et/ou si une température dans l'interface est inférieure à une température maximale, et au deuxième état sinon.

Selon un mode de réalisation, lors d'une négociation avec une charge à alimenter reliée à l'interface, l'interface sélectionne une puissance dans une liste prédéfinie de puissances, la puissance négociée déterminant le seuil de courant, la première valeur cible, le seuil de tension et, de préférence, la durée prédéterminée et/ou la température maximale.

Selon un mode de réalisation, lorsque le premier signal est au premier état, le troisième circuit commande le convertisseur pour que la valeur courante de la deuxième tension reste supérieure ou égale au seuil de tension.

Selon un mode de réalisation, le signal de commande est déterminé sur la base d'un écart entre une deuxième valeur cible et la valeur courante de la deuxième tension, et dans lequel la deuxième valeur cible est égale à la première valeur cible modulée sur la base d'un écart entre le troisième signal et un signal représentatif du seuil de courant multiplié par une valeur par défaut du gain du deuxième circuit.

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:

la figure 1 est une vue schématique illustrant un mode de réalisation d'une fourniture d'une puissance d'alimentation à une charge, par l'intermédiaire d'une interface d'alimentation selon un mode de réalisation, l'interface reliant la charge et une source d'alimentation;

la figure 2 est une vue schématique illustrant un exemple de mode de réalisation de l'interface d'alimentation de la figure 1 ;

la figure 3 représente un exemple de mode de réalisation d'un circuit de l'interface de la figure 2 ;

la figure 4 représente un exemple de mode de réalisation d'une partie du circuit de la figure 2 ;

la figure 5 représente un exemple de mode de réalisation d'un autre circuit de l'interface de la figure 2 ;

la figure 6 représente un exemple de mode de réalisation d'encore autre circuit de l'interface de la figure 2 ;

la figure 7 représente un exemple de mode de réalisation d'encore autre circuit de l'interface de la figure 2 ; et

la figure 8 représente de manière plus détaillée un exemple de mode de réalisation de l'interface de la figure 2.

De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les divers dispositifs et applications dans lesquels peut être prévue une interface d'alimentation, typiquement une interface d'alimentation configurée pour mettre en œuvre la technologie USB-PD, n'ont pas été décrits, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec ces dispositifs et applications usuels. En outre, la gestion d'une phase de négociation concernant la puissance d'alimentation qu'une interface est supposée fournir à une charge à partir d'une source d'alimentation n'est pas détaillée. De plus, seuls les aspects pertinents des technologies USB-C et USB-PD sont décrits, les autres aspects s'adaptant sans modifications. Notamment, la fonction d'échange de données via des connecteurs de type USB-C adaptés à la technologie USB-PD, et le cas échéant un câble de type USB-C adapté à la technologie USB-PD, n'est pas décrite, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec la fonction d'échange de données usuelle des technologies USB-C et USB-PD.

Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.

Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.

Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10% près, de préférence à 5% près.

La figure 1 est une vue schématique illustrant un mode de réalisation d'une fourniture d'une puissance d'alimentation à un dispositif 400 ayant le rôle d'une charge (SINK) à alimenter, par l'intermédiaire d'une interface d'alimentation 214 selon un mode de réalisation.

L'interface d'alimentation 214, aussi appelée interface de connexion 214, appartient à un dispositif 200 ayant le rôle d'une source de puissance (SOURCE), et relie la charge 400 et une source d'alimentation 201 du dispositif 200. Dans l'exemple de la figure 1, les dispositifs 200 et 400 sont connectés par l'intermédiaire d'un câble C de type USB-C, dans cet exemple adapté à la technologie USB-PD.

La source d'alimentation 201 du dispositif 200 est par exemple le secteur ou une alimentation continue, ou DC. Dans la suite de la description, on considère que le dispositif 200 comprend une source 201 d'alimentation continue, le dispositif 200 étant par exemple un ordinateur, une batterie portable, etc. ou tout autre dispositif électronique adapté à alimenter un dispositif et/ou à recharger une batterie.

Le câble C comprend, à chacune de ses extrémités, un connecteur C1, C2 de type USB-C, dans cet exemple adapté à la technologie USB-PD. Les connecteurs C1, C2 peuvent être identiques.

Un élément de raccordement 210, respectivement 410, comprenant une interface de connexion 214, respectivement 414, et un connecteur 212, respectivement 412, est disposé du côté du dispositif 200, respectivement du dispositif 400. L'interface 214, respectivement 414, relie la source d'alimentation 201, respectivement la charge 400, au connecteur 212, respectivement 412. De préférence, on considère que les éléments de raccordement 210, respectivement 410, font partie du dispositif d'alimentation 200, respectivement de la charge 400. Chaque connecteur 212, 412 est configuré pour coopérer avec un connecteur C1, C2 du câble C. Les interfaces 214, 414 peuvent être identiques. Les interfaces 214, 414 permettent d'adapter la puissance d'alimentation fournie par la source d'alimentation 201 en fonction de la puissance d'alimentation demandée par la charge 400. Plus particulièrement, dans la suite de la description, les interfaces de connexion 214, 414 permettent d'adapter la puissance d'alimentation fournie par la source d'alimentation 201 en fonction d'une puissance d'alimentation de consigne demandée par la charge 400, notamment dans le cas où la technologie USB-PD est mise en oeuvre. Pour cela, l'interface 214 comprend un convertisseur de puissance (non représenté en figure 1), par exemple un convertisseur de tension continu-continu (DC/DC) quand la source d'alimentation 201 est une source d'une tension continue (DC), commandé pour adapter, à partir de la source d'alimentation 201, la puissance fournie à la charge 400.

Lors d'une connexion gérée par la technologie USB-PD, l'interface 214 est configurée pour fournir une tension d'alimentation Vbus (non représentée en figure 1) à la charge 400, cette tension Vbus ayant d'abord une valeur par défaut, par exemple 5V. Puis, une communication s'établit entre les dispositifs 200 et 400 pour décider de la puissance électrique d'alimentation nécessaire au dispositif 400 pour pouvoir être alimenté et/ou rechargé. Plus particulièrement, le dispositif 400 indique, par exemple via son interface 414, la puissance minimale requise pour son fonctionnement et le dispositif 200 indique, par exemple via son interface 214, les puissances d'alimentation qu'il est capable de fournir. Une négociation gérée, dans cet exemple, par la technologie USB-PD, s'entame alors pour définir quelle puissance le dispositif 200 fournira au dispositif 400.

La puissance d'alimentation négociée est sélectionnée dans une liste prédéfinie de puissances d'alimentation. Cette liste est par exemple enregistrée dans l'interface 214. De préférence, cette liste est définie par une norme. Chaque puissance d'alimentation de la liste est caractérisée par plusieurs valeurs, notamment par une valeur cible Vtarget d'une tension Vbus (non représentée en figure 1) que le dispositif 200 est censé fournir à la charge 400, et par un seuil de courant Ith ou courant maximal, que la charge 400 est autorisée à tirer du dispositif 200. Dans la technologie USB-PD, chaque ensemble de valeurs caractérisant une puissance d'alimentation de la liste prédéfinie correspond à un ensemble d'informations désigné par le sigle PDO ("Power Delivery Output" – puissance de sortie délivrée), ces ensembles d'informations PDO pouvant être transmis entre des dispositifs 200 et 400 adaptés à la technologie USB-PD pour définir, lors d'une négociation, laquelle des puissances prédéfinies le dispositif 200 est supposé délivrer à la charge 400.

Une fois cette négociation terminée, l'interface de connexion 214 adapte la puissance d'alimentation de la source d'alimentation 201 conformément au résultat de la négociation, puis l'alimentation du dispositif 400 débute. Le convertisseur de tension de l'interface 214 est alors commandé conformément au résultat de la négociation, pour adapter la puissance de la source d'alimentation 201 à la puissance négociée.

En particulier, tant qu'un courant I (non représenté en figure 1) tiré par la charge 400 est inférieur au seuil de courant Ith correspondant à la puissance négociée, l'interface 214 commande son convertisseur, via un signal de commande cmd (non représenté en figure 1), de sorte que la tension Vbus fournie à la charge 400 soit égale à la valeur cible Vtarget correspondant à la puissance négociée. Dit autrement, la tension Vbus est régulée à la valeur Vtarget. Ce fonctionnement est couramment appelé fonctionnement en tension constante. Pour cela, l'interface 214 comprend une boucle de contre réaction en tension configurée pour fournir le signal de commande cmd au convertisseur, et, plus précisément, pour adapter ou modifier le signal cmd sur la base de la valeur cible Vtarget et de la tension Vbus effectivement fournie par le dispositif 200.

De plus, lorsque le courant I tiré par la charge 400 augmente et atteint le seuil de courant Ith correspondant à la puissance négociée, l'interface 214 est configurée pour adapter ou modifier le signal cmd de sorte que la tension Vbus fournie diminue et que le courant I soit régulé à la valeur du seuil Ith. Cela permet d'éviter que le dispositif 200 délivre une puissance supérieure à la puissance négociée. Ce fonctionnement est couramment appelé fonctionnement en courant constant. Pour cela, l'interface 214 comprend une boucle de contre réaction en courant configurée pour modifier, de préférence pour diminuer, une valeur cible de tension effectivement reçue par la boucle de contre réaction en tension, d'où il résulte une modification correspondante du signal de commande cmd. Dit autrement, la boucle de contre réaction en courant est configurée pour fournir, à la boucle de contre réaction en tension, une valeur cible de tension Vtarget' correspondant à la valeur cible Vtarget modifiée sur la base d'un signal Isens de mesure du courant I et du seuil Ith, de sorte que la valeur mesurée du courant I soit régulée, ou égale, à la valeur du seuil Ith. La boucle de contre réaction en courant comprend typiquement un circuit amplificateur configuré pour fournir le signal Isens (non représenté en figure 1), le signal Isens étant représentatif de la valeur du courant I multipliée par un gain G du circuit amplificateur.

Toutefois, l'interface 214 du dispositif 200 et l'interface 414 du dispositif 400 comprennent chacune un interrupteur configuré pour interrompre la liaison électrique entre la source d'alimentation 201 et l'élément de connexion 212, respectivement entre l'élément de connexion 414 et des circuits à alimenter de la charge 400, quand la tension Vbus atteint un seuil de verrouillage en sous-tension, ou seuil UVLO ("Under Voltage Lock Out"). Le seuil UVLO est par exemple déterminé sur la base de la valeur cible Vtarget correspondant à la puissance négociée, et est inférieur à la valeur Vtarget. Le seuil UVLO est par exemple égal à un pourcentage, par exemple 90%, de la valeur Vtarget. Suite à une telle déconnexion, l'interface 214 commande son convertisseur pour que la tension Vbus retrouve sa valeur par défaut, puis une nouvelle phase de négociation est mise en œuvre entre les dispositifs 200 et 400.

Le seuil de verrouillage UVLO pose problème notamment lorsque, après la nouvelle phase de négociation, la charge 400 tire de nouveau un courant I supérieur au seuil Ith et que la tension Vbus diminue de nouveau jusqu'à atteindre le seuil UVLO. En effet, les dispositifs 200 et 400 peuvent alors entrer dans une boucle sans fin alternant entre des interruptions de la liaison électrique entre les dispositifs 200 et 400 et des phases de renégociation de puissance d'alimentation. Ce fonctionnement non désiré peut être observé par exemple quand la puissance reçue par l'interface 414 est utilisée pour recharger une batterie ou une capacité de l'interface 414 complètement déchargée au moment où le dispositif 200 commence à fournir la puissance négociée à la charge 400. Ce fonctionnement non désiré peut également être observé par exemple quand la puissance reçue par l'interface 414 est directement fournie à un circuit de la charge 400, sans convertisseur de puissance intermédiaire.

Selon un mode de réalisation, les inventeurs prévoient que l'interface 214 comprenne un circuit configuré pour commander une modification du gain G du circuit amplificateur fournissant le signal Isens, tant qu'un signal interne EN (non représenté en figure 1) de l'interface 214 est dans un premier état, et pour ne pas modifier le gain G quand le signal EN est dans un deuxième état, le gain G étant alors égal à une valeur par défaut Ginit. Le signal EN est par exemple un signal binaire à deux états, à savoir un état haut et un état bas. Les inventeurs prévoient que le gain G soit modifié sur la base d'un écart entre un seuil de tension Vth et la tension Vbus, c’est-à-dire que le gain soit modifié sur la base de la valeur de la tension Vbus et sur la base de la valeur du seuil Vth. Plus particulièrement, les inventeurs prévoient que, tant que le signal EN est au premier état, le gain G est modifié de sorte que la tension Vbus soit régulée à la valeur du seuil Vth lorsque le courant I est supérieur ou égal au seuil Ith.

Selon un mode de réalisation, le seuil Vth est compris entre la valeur cible Vtarget et le seuil UVLO. Ainsi, lorsque le signal EN est au premier état, la tension Vbus est régulée à la valeur Vth supérieure à la valeur du seuil UVLO. A titre d'exemple, le seuil de tension Vth est légèrement supérieur au seuil UVLO , et est par exemple compris entre 91% et 95% de la valeur cible Vtarget.

Selon un mode de réalisation, le signal EN est au premier état pendant une durée prédéterminée Ti après que la tension Vbus ait atteint le seuil Vth, et au deuxième état sinon. Cette durée Ti est par exemple une durée au-delà laquelle l'interface 214 pourrait être endommagée ou détruite si l'interface 214 continuait à délivrer une puissance supérieure à la puissance négociée. Cette durée Ti est plus longue que l'éventuelle durée de temporisation mentionnée précédemment. La personne du métier est en mesure de déterminer la durée Ti.

Selon un autre mode de réalisation, le signal EN est au premier état tant qu'une température T dans l'interface 214 est inférieure à une température maximale Te, et au deuxième état sinon. La température Te est par exemple une température maximale de l'interface 214 au-dessus de laquelle l'interface 214 pourrait être endommagée ou détruite. En pratique, la durée pendant laquelle le signal EN reste au premier état est alors plus longue que l'éventuelle durée de temporisation mentionnée précédemment. La personne du métier est en mesure de déterminer la température Te.

Selon un autre mode de réalisation, correspondant à une combinaison des deux modes de réalisation ci-dessus, le signal EN est au premier état pendant la durée Ti après que la tension Vbus ait atteint le seuil Vth, et si la température T dans l'interface 214 est inférieure à la température Te, et au deuxième état sinon. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, le signal EN est au deuxième état si la température T est supérieure à Te ou si la durée Ti est écoulée.

L'interface 214 permet, lorsque que le signal EN est au premier état, de fournir une tension Vbus supérieure au seuil UVLO quelle que soit le courant I tiré par la charge, ou, dit autrement, de fournir une puissance plus importante que la puissance négociée. Cela peut permettre de commencer la recharge d'une capacité ou d'une batterie complètement déchargée de la charge 400, de sorte que, au moment où le signal EN commute à son deuxième état, le courant I tiré par la charge 400 ait une valeur telle que la tension Vbus soit au-dessus du seuil UVLO. Dit autrement, l'interface 214 permet de fournir ponctuellement une puissance d'alimentation plus importante qu'une puissance négociée, ce qui permet de ne pas interrompre inutilement l'alimentation de la charge 400 par le dispositif 200. La fourniture de cette puissance plus importante est conditionnée par l'état du signal EN, ce qui permet de protéger l'interface 214 en stoppant la fourniture de cette puissance plus importante avant que l'interface 214 ne soit détériorée ou détruite.

La figure 2 est une vue schématique illustrant un exemple de mode de réalisation de l'interface d'alimentation 214 de la figure 1.

L'interface 214 comprend deux bornes d'entrée 301 et 302 destinées à recevoir une tension d'alimentation Vsupply de la source d'alimentation 201 (non représentée en figure 2). La tension Vsupply est par exemple une tension DC.

L'interface 214 comprend un convertisseur CONV de tension, ou convertisseur de puissance, dont deux bornes d'entrée 304 et 305 sont reliées, de préférence connectées, aux bornes respectives 301 et 302.

Le convertisseur CONV comprend une borne de sortie 307 configurée pour fournir une tension DC Vsrc, la tension Vsrc étant par exemple référencée par rapport à une autre borne de sortie 308 du convertisseur CONV, la borne 308 étant mise à un potentiel de référence GND, typiquement la masse.

Le convertisseur CONV est commandé par le signal de commande cmd, le signal cmd étant reçu par une borne 310 du convertisseur CONV. Plus particulièrement, le signal cmd détermine une valeur de la tension Vsrc que le convertisseur CONV doit fournir.

L'interface 214 comprend une résistance R et un interrupteur SW connectés en série, entre la borne 307 et une borne 312 de sortie de l'interface 214. La borne 312 est configurée, lorsque l'interrupteur SW est passant, pour fournir la tension DC Vbus, par exemple référencée par rapport à une borne 313 de sortie de l'interface 214 mise au potentiel de référence GND, la borne 313 étant reliée, de préférence connectée à la borne 308 du convertisseur CONV. La valeur de la tension Vbus est déterminée par celle de la tension Vsrc, donc par le signal cmd.

La résistance R est reliée, de préférence connectée, à la borne 308, l'interrupteur SW étant relié, de préférence connecté, à la borne 312. L'interrupteur SW est configuré, lorsqu'il est à l'état bloqué, pour isoler électriquement la borne 312 de la borne 307, ou, dit autrement, pour interrompre l'alimentation d'une charge reliée à l'interface 214.

L'interface 214 comprend un circuit CTRL. Le circuit CTRL est un circuit de commande de l'interface 214. Le circuit CTRL comprend au moins une borne reliée, de préférence connectée, à au moins une borne de communication de l'interface 214. Les bornes de sortie et de communication de l'interface 214 sont toutes destinées à être reliées au connecteur correspondant 212 (non représenté), ce qui permet ensuite la liaison avec le dispositif 400 (figure 1), par exemple via le connecteur C1, le câble C et le connecteur C2 comme cela a été représenté en figure 1. Dans ce mode de réalisation, l'interface 214 comprend deux bornes de communication CC1, CC2, reliées, de préférence connectées, chacune à une borne correspondante du circuit CTRL. Un avantage d'avoir deux bornes de communication est que, dans le cas où ces bornes sont positionnées de façon symétrique sur le connecteur 212, cela permet de fabriquer un connecteur C1 réversible, c'est-à-dire un connecteur C1, par exemple de forme rectangulaire, que l'on peut coupler au connecteur 212 dans un premier sens et dans un deuxième sens inverse au premier sens. Lors d'une phase de négociation d'une puissance d'alimentation, la communication entre l'interface 214 et une charge à alimenter est généralement mise en œuvre au moins en partie par le circuit CTRL, via les bornes CC1 et CC2 de communication de l'interface 214.

Le circuit CTRL est configuré pour commander l'interrupteur SW, en particulier pour ouvrir l'interrupteur SW lorsque la tension Vbus atteint le seuil UVLO. A titre d'exemple non illustré, pour cela, le circuit CTRL est configuré pour recevoir un signal de sortie d'un comparateur (non représenté), le comparateur comparant un signal représentatif de la tension Vbus avec un signal représentatif du seuil UVLO, et pour commander l'interrupteur SW sur la base du signal de sortie du comparateur. Le signal représentatif du seuil UVLO (non représenté) est par exemple fourni par le circuit CTRL, le circuit CTRL étant par exemple configuré pour adapter une valeur du seuil UVLO en fonction d'une puissance d'alimentation négociée avec une charge.

Une fois qu'une puissance d'alimentation a été négociée, le circuit CTRL est en outre configuré pour fournir un signal Ith-s représentatif du seuil de courant Ith correspondant à la puissance négociée, et un signal Vtarget-s représentatif de la valeur cible Vtarget de la tension Vbus correspondant à la puissance négociée.

L'interface 214 comprend un circuit CIRC1. Le circuit CIRC1 est configuré pour fournir le signal cmd au convertisseur CONV. Le circuit CIRC1 comprend une borne 314 configurée pour fournir le signal cmd, la borne 314 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 310 du convertisseur CONV. Bien que cela ne soit pas représenté en figure 1, l'interface 214 peut comprendre un circuit de commande rapprochée ("driver" en anglais) reliant la borne 314 à la borne 310, ce circuit de commande rapprochée étant configuré pour mettre en forme le signal cmd. A titre d'exemple, le circuit de commande rapprochée peut comprendre des coupleurs optiques pour transmettre le signal cmd de la borne 314 à la borne 310.

Le circuit CIRC1 est configuré pour fournir le signal cmd tel que la tension Vbus est régulée à la valeur de consigne Vtarget', ou, dit autrement, est égale à la valeur Vtarget'. Le circuit CIRC1 est configuré pour déterminer la valeur Vtarget' et le signal cmd correspondant à partir, ou sur la base, du signal Ith-s, du signal Vtarget-s, d'un signal sig1 représentatif de la tension Vbus, et du signal Isens de mesure du courant I. Plus particulièrement, les signaux Ith-s, Vtarget-s, sig1 et Isens sont fournis à des bornes respectives 315, 316, 317 et 318 du circuit CIRC1.

L'interface 214 comprend un circuit AMP configuré pour fournir le signal Isens.

Le circuit AMP est configuré pour que le signal Isens, typiquement une tension, soit représentatif d'une valeur du courant I dans la résistance R multipliée par le gain G du circuit AMP. Dit autrement, le circuit AMP est configuré pour que le signal Isens soit représentatif du courant I multiplié par le gain G. Ainsi, dans ce mode de réalisation, le circuit AMP comprend une borne 320 reliée, de préférence connectée, à une borne 321 de la résistance R reliée au convertisseur CONV, et une borne 322 reliée, de préférence connectée, à une borne 323 de la résistance R reliée à l'interrupteur SW. Le signal Isens est fourni par une borne 325 du circuit AMP reliée, de préférence connectée, à la borne 318 du circuit CIRC1.

Le circuit AMP est en outre configuré pour moduler, ou adapter ou modifier, son gain G en fonction d'un signal MOD. Le circuit AMP comprend une borne 326 configurée pour recevoir le signal MOD.

Plus particulièrement, selon un mode de réalisation, lorsque le signal MOD est à une valeur par défaut, le gain G du circuit AMP est à une valeur par défaut Ginit, et, lorsque le signal MOD n'est pas à sa valeur par défaut, le gain G du circuit AMP est modifié, de préférence réduit, sur la base du signal MOD, c’est-à-dire sur la base d'une valeur du signal MOD. A titre d'exemple, lorsque le gain G du circuit AMP a une valeur plus faible que sa valeur par défaut Ginit, le circuit CIRC1 fonctionne comme si le courant I dans la résistance R était plus faible qu'il ne l'est en réalité. Ainsi, le circuit CIRC1 fournit un signal de commande cmd de sorte que la tension Vsrc, donc la tension Vbus, a une valeur plus élevée que si le gain G avait été à sa valeur par défaut.

L'interface 214 comprend un circuit CIRC2 configuré pour fournir le signal MOD au circuit AMP. Le circuit CIRC2 comprend une borne 328 reliée, de préférence connectée, à la borne 326 du circuit AMP, la borne 328 étant configurée pour fournir le signal MOD.

Le circuit CIRC2 est sous le contrôle du signal EN, par exemple un signal binaire prenant deux états haut et bas. Le circuit CIRC2 comprend une borne 331 configurée pour recevoir le signal EN.

Lorsque le signal EN est dans un premier état, par exemple l'état bas, le circuit CIRC2 est configuré pour fournir le signal MOD de sorte qu'il soit représentatif d'un écart entre la tension Vbus et le seuil de tension Vth. Le circuit CIRC2 comprend alors une borne 329 configurée pour recevoir un signal sig2 représentatif de la tension Vbus, et une borne 330 configurée pour recevoir un signal sig3 représentatif du seuil de tension Vth. En outre, lorsque le signal EN est dans un deuxième état, par exemple l'état haut, le circuit CIRC2 est configuré pour fournir le signal MOD à sa valeur par défaut. A titre d'exemple, lorsque le signal EN est au premier état, plus l'écart entre la tension Vbus et la tension Vth est faible, plus une valeur du signal MOD augmente par rapport à sa valeur par défaut, et plus le gain G du circuit AMP diminue par rapport à sa valeur par défaut Ginit.

L'interface 214 comprend un circuit CIRC3 configuré pour fournir le signal EN. Le circuit CIRC3 comprend une borne 333 configurée pour fournir le signal EN, la borne 333 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 331 du circuit CIRC2.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 2, le circuit CIRC3 est configuré pour fournir le signal EN à son premier état pendant la durée prédéterminée Ti à partir d'un moment où la tension Vbus atteint le seuil Vth et si la température T dans l'interface 214 est inférieure à la température Te, et au deuxième état sinon. Le circuit CIRC3 comprend alors une borne 335 optionnelle configurée pour recevoir un signal Te-s représentatif de la température Te, et une borne 336 configurée pour recevoir un signal T-s représentatif de la température T. Le circuit CIRC3 comprend en outre une borne 338 configurée pour recevoir un signal sig4 représentatif de la tension Vbus, une borne 339 configurée pour recevoir un signal sig5 représentatif du seuil de tension Vth, et, de manière optionnelle, une borne 340 configurée pour recevoir un signal Ti-s représentatif de la durée Ti.

Dans un mode de réalisation où le circuit CIRC3 est configuré pour recevoir le signal Ti-s, la durée Ti est par exemple adaptée sur la base de la puissance négociée, le signal Ti-s étant par exemple fourni par le circuit CTRL. La durée Ti est par exemple d'autant plus courte que la puissance négociée est élevée. De manière similaire, dans un mode de réalisation où le circuit CIRC3 est configuré pour recevoir le signal Te-s, on peut prévoir que la température Te soit adaptée sur la base de la puissance négociée.

Bien que cela ne soit pas détaillé, la personne du métier est en mesure d'adapter la description faite ci-dessus du circuit CIRC3 au mode de réalisation dans lequel la température T n'est pas prise en compte pour déterminer l'état du signal EN, ou au mode de réalisation dans lequel seule la température T dans l'interface 214 est prise en compte pour déterminer l'état du signal EN.

Dans l'interface 214, la boucle de contre réaction en tension mentionnée précédemment est mise œuvre par le circuit CIRC1. En effet, tant que le courant I est inférieur au seuil de courant Ith (fonctionnement en tension constante), le circuit CIRC1 adapte le signal cmd en fonction de l'écart entre la tension Vbus et la valeur de consigne Vtarget, de sorte que le convertisseur fournisse la tension Vbus à la valeur Vtarget. Plus précisément, le circuit CIRC1 connaît le seuil de courant grâce au signal Ith-s qu'il reçoit, et détermine l'écart entre la tension Vbus et sa valeur de consigne à partir des signaux Vtarget-s et sig1 qu'il reçoit.

De plus, dans l'interface 214, la boucle de contre réaction en courant mentionnée précédemment est mise en œuvre par les circuits CIRC1 et AMP, le gain de cette boucle de contre réaction en courant étant commandé par le circuit CIRC2. En effet, quand le courant I atteint le seuil de courant Ith et tend à dépasser ce seuil (fonctionnement en courant constant), la valeur Vtarget' de consigne de la tension Vbus est adaptée, par le circuit CIRC1, sur la base du signal Isens, de sorte que la valeur du produit G*I soit égale à celle du produit Ginit*Ith. Ainsi, tant que signal EN est à son deuxième état et que le gain G est donc à sa valeur par défaut Ginit, le courant I est régulé à la valeur Ith. En outre, quand le signal EN est à son premier état, le gain G est modulé par le circuit CIRC2, de sorte que la valeur Vtarget' ne devienne pas inférieure à celle du seuil Vth. Dit autrement, le gain G est modifié pour que la tension Vbus ne devienne pas inférieure au seuil Vth. Le courant I est alors régulé à une valeur (Ginit*Ith)/G, qui est supérieure au seuil Ith lorsque le gain G est inférieur à sa valeur par défaut Ginit. Dit autrement, la boucle de contre réaction en courant tend à imposer que le produit G*I soit égal au produit Ginit*Ith.

Ainsi, les circuits CIRC1, AMP et CIRC2 sont configurés pour que la tension Vbus reste supérieure ou égale au seuil Vth quelle que soit la valeur du courant I lorsque le signal EN est au premier état. Plus particulièrement, les circuits CIRC1, AMP et CIRC2 sont configurés pour réguler la tension Vbus à la valeur du seuil Vth quand le courant I est supérieur ou égal au seuil Ith et que le signal EN est au premier état.

La figure 3 représente un exemple de mode de réalisation du circuit CIRC1 de l'interface 214 de la figure 2.

Dans ce mode de réalisation, le circuit CIRC1 comprend un circuit AMP2 configuré pour fournir, à partir du signal Isens et du signal Ith-s, un signal regul-cc. Le signal regul-cc est configuré pour déterminer un écart entre les valeurs de consigne Vtarget et Vtarget', de sorte que les signaux Isens et Ith-s soit égaux, donc que les produits G*I et Ginit*Ith soient égaux. Dit autrement, le signal regul-cc est représentatif d'un écart entre le produit G*I et le produit Ginit*Ith, la valeur Vtarget' étant adaptée sur la base du signal regul-cc pour que cet écart s'annule. A titre d'exemple, lorsque le gain G est à sa valeur par défaut Ginit et que le courant I atteint le seuil Ith, le signal regul-cc détermine la valeur de consigne Vtarget' de sorte que Ginit*Ith soit égal à Ginit*I, c’est-à-dire la valeur Vtarget' telle le courant I est régulé à la valeur du seuil Ith.

A titre d'exemple, le circuit AMP2 comprend :
une borne d'entrée 501 configurée pour recevoir le signal Isens, la borne 501 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 318 du circuit CIRC1 ;
une borne d'entrée 502 configurée pour recevoir le signal Ith-s représentatif du seuil Ith, la borne 502 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 315 du circuit CIRC1 ; et
une borne 503 configurée pour fournir le signal regul-cc.

Dans ce mode de réalisation, le circuit CIRC1 comprend en outre un circuit CIRC4 configuré pour fournir un signal Vtarget'-s représentatif de la valeur cible Vtarget' de la tension Vbus. La valeur Vtarget' est déterminée à partir de la valeur Vtarget et du signal regul-cc. Plus particulièrement, la valeur Vtarget' est égale à la valeur cible Vtarget modulée ou modifiée par le signal regul-cc, les valeurs Vtarget et Vtarget' étant égales lorsque l'interface fonctionne en tension constante. Comme cela a été indiqué précédemment, la valeur Vtarget' est déterminée à partir du signal regul-cc de sorte que, en fonctionnement à courant constant lorsque le courant I atteint ou dépasse le seuil Ith, les produits G*I et Ginit*Ith soient égaux.

A titre d'exemple, le circuit CIRC4 comprend :
une borne d'entrée 504 configurée pour recevoir le signal Vtarget-s représentatif de la valeur Vtarget, la borne 504 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 316 du circuit CIRC1 ;
une borne d'entrée 505 configurée pour recevoir le signal regul-cc, la borne 505 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 503 du circuit AMP2 ; et
une borne de sortie 506 configurée pour fournir le signal Vtarget'-s représentatif de la valeur Vtarget'.

Dans ce mode de réalisation, le circuit CIRC1 comprend un circuit AMP3 configuré pour générer le signal de commande cmd à partir d'un écart entre la valeur de consigne Vtarget' et la valeur de la tension Vbus. Plus particulièrement, le circuit AMP3 est configuré pour générer le signal cmd à partir du signal Vtarget'-s représentatif de la valeur Vtarget-s, et du signal sig1 représentatif de la tension Vbus.

A titre d'exemple, le circuit AMP3 comprend :
une borne d'entrée 508 configurée pour recevoir le signal Vtarget'-s, la borne 508 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 506 du circuit CIRC4 ;
une borne d'entrée 509 configurée pour recevoir le signal sig1, la borne 509 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 317 du circuit CIRC1 ; et
une borne de sortie 510 configurée pour fournir le signal cmd, la borne 510 étant reliée, de préférence connectée, à la borne 314 du circuit CIRC1.

La figure 4 représente un exemple de mode de réalisation du circuit CIRC4 du circuit CIRC1 de la figure 3.

Dans ce mode de réalisation, le circuit CIRC4 comprend une résistance R1 et un transistor T, par exemple un transistor MOS ou transistor métal oxyde semiconducteur ("Metal Oxide Semiconductor"), et plus particulièrement un transistor MOS à canal N dans cet exemple. La résistance R1 est connectée entre les bornes 504 et 506. Le transistor T est connecté entre la borne 506 et un noeud 600 configuré pour recevoir le potentiel de référence GND. Une borne de commande du transistor T est reliée, de préférence connectée, à la borne 505 du circuit CIRC4. Dit autrement, le transistor T est commandé par le signal regul-cc.

Dans cet exemple, plus la valeur du signal, ou tension, regul-cc est élevée, plus le transistor T est passant, et plus un courant Ireg dans le transistor T est élevé. Ainsi, plus la valeur du signal regul-cc augmente, plus la valeur du signal Vtarget'-s diminue par rapport à celle du signal Vtarget. Dans cet exemple, une diminution de la valeur du signal Vtarget'-s par rapport à celle du signal Vtarget-s correspond à une diminution de la valeur Vtarget' par rapport à la valeur de consigne Vtarget déterminée par la puissance négociée. Dans cet exemple, le courant Ireg est représentatif de l'écart entre la valeur Vtarget et la valeur Vtarget' à laquelle est régulée la tension Vbus.

La figure 5 représente un exemple de mode de réalisation du circuit CIRC2 de l'interface de la figure 2.

Dans cet exemple de mode de réalisation, le signal sig2 est représentatif de l'écart entre la valeur Vtarget et la valeur Vtarget' à laquelle est régulée la tension Vbus, et est donc représentatif de la tension Vbus. Plus particulièrement, dans cet exemple le signal sig2 correspond au signal regul-cc (figure 3). En outre, dans cet exemple, le signal sig3 est représentatif de la différence entre la valeur de consigne Vtarget et la valeur du seuil Vth, donc du seuil Vth. Le signal sig 3 est par exemple fourni par une source de tension, par exemple commandée par le circuit CTRL (figure 2).

Dans cet exemple de mode de réalisation, lorsque le signal EN est au premier état, le circuit CIRC2 est configuré pour fournir le signal MOD de sorte que l'écart entre la valeur Vtarget et la valeur Vtarget' à laquelle est égale la tension Vbus soit identique à l'écart entre la valeur Vtarget et le seuil Vth. Dit autrement, lorsque le signal EN est au premier état et que le courant I est supérieur ou égal au seuil vth, le circuit CIRC2 est configuré pour modifier le gain de la boucle de contre réaction en courant de l'interface de sorte que la tension Vbus soit régulée à la valeur Vth.

Dans cet exemple de mode de réalisation, le circuit CIRC2 comprend un transistor T1, de préférence un transistor MOS, de préférence à canal N, connecté entre un noeud 700 et un noeud 702 configuré pour recevoir le potentiel de référence GND, le noeud 700 étant relié à un noeud 701 configuré pour recevoir un potentiel d'alimentation interne Vint de l'interface 214. Une borne de commande du transistor T1 est reliée, de préférence connectée, à la borne 329. Dit autrement, le transistor T1 est commandé par le signal sig2, c’est-à-dire le signal regul-cc dans cet exemple. Ainsi, un courant Ireg' dans le transistor T1 est déterminé par le signal regul-cc, le courant Ireg' étant donc proportionnel, de préférence égal, au courant Ireg (figure 4). Le courant Ireg' est donc représentatif de l'écart entre les valeurs Vtarget et Vtarget'.

Le circuit CIRC2 comprend en outre une résistance R2 et un miroir de courant 705 configuré pour fournir, à la résistance R2, un courant Ireg'' image du courant Ireg', par exemple un courant Ireg'' égal au courant Ireg'.

Le miroir de courant 705 comprend par exemple un transistor MOS T2, par exemple un transistor MOS à canal P, ayant sa source connectée au noeud 701, et son drain connecté à sa grille et au noeud 700, ainsi qu'un transistor MOS T3, par exemple un transistor MOS à canal P, ayant sa source connectée au noeud 701, sa grille connectée au noeud 700 et son drain relié, de préférence connecté, à un noeud 707.

La résistance R2 est connectée entre le noeud 707 et le noeud 702. Un interrupteur IT est connecté en parallèle de la résistance R2. L'interrupteur IT est commandé par le signal EN, l'interrupteur IT ayant sa borne de commande reliée, de préférence connectée, à la borne 331 du circuit CIRC2. L'interrupteur IT est configuré pour être ouvert lorsque le signal EN est au premier état, et fermé lorsque le signal EN est au deuxième état.

Le circuit CIRC2 comprend en outre un circuit AMP4 configuré pour fournir le signal MOD. Le circuit AMP4 fournit le signal MOD sur la base du signal sig3 et d'une tension VR2 aux bornes de la résistance R2, c’est-à-dire la tension du noeud 707 référencée par rapport au noeud 702. La tension VR2 est représentative de l'écart entre la valeur Vtarget et la valeur de la tension Vbus régulée à la valeur Vtarget' lorsque l'interrupteur IT est ouvert.

Dans cet exemple, le circuit AMP4 est un circuit amplificateur d'erreur comprenant un amplificateur opérationnel ayant par exemple :
une entrée, de préférence inverseuse (-), reliée, de préférence connectée, à la borne 330 du circuit CIRC2 ;
une autre entrée, de préférence non inverseuse (+), reliée, de préférence connectée, au noeud 707 ;
une sortie configurée pour fournir le signal MOD et reliée, de préférence connectée, à la borne 328 du circuit CIRC2 ; et
une boucle de contre-réaction non représentée, comprenant ici les circuits CIRC2, AMP et CICR1 (figure 2).

En fonctionnement, dans cet exemple, lorsque le signal EN est au deuxième état, la résistance R2 est court-circuitée et le signal MOD est alors à une valeur par défaut, dans cet exemple une valeur par défaut basse correspondant par exemple au potentiel de référence GND.

En revanche, toujours dans cet exemple, lorsque le signal EN est au premier état et que le courant I est supérieur ou égal au seuil Ith, le signal MOD est déterminé à partir des tensions VR2 et sig3 de manière que l'écart entre la valeur Vtarget et la valeur Vtarget' soit égal à l'écart entre la valeur Vtarget et la valeur du seuil Vth. Dit autrement, le signal MOD est déterminé à partir des signaux VR2 et sig3 de manière que la valeur Vtarget' soit égale à Vth, et donc que la tension Vbus soit régulée à la valeur Vth.

Selon un mode de réalisation, la résistance R2 est égale à la résistance R1 du circuit CIRC4 décrit en relation avec la figure 3, et les transistors T1, T2 et T3 sont configurés pour que le courant Ireg'' dans la résistance 2 soit égal au courant Ireg dans le transistor T du circuit CIRC4 de la figure 3.

La figure 6 représente un exemple de mode de réalisation du circuit AMP de l'interface 214 de la figure 2.

Le circuit AMP comprend un amplificateur opérationnel 800. L'amplificateur 800 a une première entrée, de préférence non inverseuse (+), reliée, de préférence connectée, à la borne 322 du circuit AMP, donc à la borne 323 de la résistance R (figure 2), une deuxième entrée, de préférence inverseuse, reliée par une résistance R3 à la borne 320 du circuit AMP, donc à la borne 321 de la résistance R (figure 2), et une sortie connectée à une borne de commande d'un transistor MOS T4 du circuit AMP, de préférence un transistor MOS T4 à canal P.

Le transistor T4 a une borne de conduction, de préférence sa source, connectée à la deuxième entrée de l'amplificateur 800, et une autre borne de conduction, de préférence son drain, connectée à la borne 325 du circuit AMP. Le transistor T4 est commandé par la sortie de l'amplificateur 800.

En outre, le circuit AMP comprend deux résistances R4 et R5 en série entre la borne 325 du circuit AMP et un noeud 802 configuré pour recevoir le potentiel de référence GND. Dans cet exemple, la résistance R5 est connectée au noeud 802, la résistance R4 étant connectée à la borne 325.

Le circuit AMP comprend également un transistor MOS T5, de préférence un transistor MOS à canal N, connecté en parallèle de la résistance R5. Le transistor T5 est commandé par le signal MOD, le transistor T5 ayant sa borne de commande reliée, de préférence connectée, à la borne 326 du circuit AMP. L'association en parallèle de la résistance R5 et du transistor T5 forme une résistance Req (délimitée en pointillée en figure 6) en série avec la résistance R4 entre la borne 325 et le noeud 802. La valeur de la résistance Req est commandée par le signal MOD. Dans cet exemple, plus la valeur du signal MOD est élevée, plus la valeur de la résistance Req est faible.

Dans cet exemple, le gain G du circuit AMP est égal à R*(R4+Req)/R3 avec R la valeur de la résistance R décrite en relation avec la figure 2. Ainsi, plus la valeur de la résistance Req est faible, plus le gain G du circuit AMP est faible. La valeur par défaut du gain G correspond au cas où la résistance Req est égale à la résistance R5 (signal MOD à sa valeur par défaut – transistor T5 bloqué).

La résistance R4 est optionnelle, toutefois elle permet de limiter la modification du gain G sur la base du signal MOD, c’est-à-dire la valeur minimale que peut prendre le gain G lorsqu'il est adapté sur la base du signal MOD. Dans cet exemple, même si le signal MOD a une valeur telle que la résistance Req est nulle (en négligeant la résistance interne du transistor T5 à l'état passant), le gain G a alors une valeur minimale égale R*R4/R3. Cela permet de limiter la valeur maximale que peut prendre le courant I.

La figure 7 représente un exemple de mode de réalisation du circuit CIRC3 de l'interface 214 de la figure 2.

Dans ce mode de réalisation, le circuit CIRC3 est configuré pour fournir le signal EN au premier état, dans cet exemple l'état bas, pendant la durée prédéterminée Ti à partir d'un moment où la tension Vbus devient inférieure au seuil Vth et si la température T dans l'interface 214 est inférieure à la température Te, et au deuxième état, dans cet exemple l'état haut, sinon.

Le circuit CIRC3 comprend un comparateur COMP1 configuré pour comparer la tension Vbus au seuil Vth. Dans ce mode de réalisation, le circuit COMP1 compare la tension Vbus avec le seuil Vth sur la base du signal sig4 représentatif de la tension Vbus, et du signal sig5 représentatif du seuil Vth. Ainsi, le comparateur COMP1 comprend :
- une première entrée, par exemple inverseuse (-), reliée, de préférence connectée, à la borne 339 du circuit CIRC3 pour recevoir un signal, ici le signal sig5, représentatif du seuil Vth,
- une deuxième entrée, par exemple non-inverseuse (+), reliée, de préférence connectée, à la borne 338 du circuit CIRC3 pour recevoir un signal, ici le signal sig4, représentatif de la tension Vbus, et
- une sortie configurée pour fournir un signal Start représentatif du résultat de cette comparaison. Plus particulièrement, le signal Start est dans un premier état, dans cet exemple l'état bas, quand la tension Vbus est supérieure au seuil Vth, et dans un deuxième état, dans cet exemple l'état haut, quand la tension Vbus est inférieure au seuil Vth.

Le circuit CIRC3 comprend un compteur COUNTER configuré pour compter pendant la durée Ti à partir d'un instant où le signal Start commute de son premier état à son deuxième état, et pour commuter un signal de sortie End du compteur COUNTER à la fin de la durée Ti.

Plus particulièrement, le signal End est :
commuté d'un premier état, par exemple l'état haut, à un deuxième état, par exemple l'état bas, lorsque le signal Start commute de son premier état à son deuxième état et que le compteur commence à compter ;
maintenu à son deuxième état tant que le compteur compte pendant la durée Ti, les commutations du signal Start n'étant alors plus prises en compte ; et
commuté de son deuxième état à son premier état quand le compteur termine de compter pendant la durée Ti.

Dans l'exemple de mode de réalisation illustrée, la durée Ti est programmée dans le compteur COUNTER par le signal Ti-s reçu sur la borne 340 du circuit CIRC3.

Le circuit CIRC3 comprend un comparateur COMP2 configuré pour comparer la température T de l'interface à la température maximale Te. Dans ce mode de réalisation, le circuit COMP2 compare la température T à la température maximale Te sur la base du signal Te-s représentatif de la température Te et du signal T-s représentatif de la température T. Ainsi, le comparateur COMP2 comprend :
- une première entrée, par exemple inverseuse (-), reliée, de préférence connectée, à la borne 336 du circuit CIRC3 pour recevoir un signal, ici le signal T-s, représentatif de la température T,
- une deuxième entrée, par exemple non-inverseuse (+), reliée, de préférence connectée, à la borne 335 du circuit CIRC3 pour recevoir un signal, ici le signal Te-s, représentatif de la température Te, et
- une sortie configurée pour fournir un signal comp représentatif du résultat de cette comparaison. Plus particulièrement, le signal comp est dans un premier état quand la température T est supérieure à la température Te, et dans un deuxième état quand la température T est inférieure à la température Te.

A titre d'exemple, la valeur du signal T-s diminue quand la température T augmente et la valeur du signal Te-s est choisie pour que la valeur du signal T-s soit supérieure à celle du signal Te-s tant que la température T est inférieure à la température Te, et que pour la valeur du signal T-s soit inférieure à celle du signal Te-s quand la température T est supérieure à la température Te. Dans cet exemple, lorsque les entrées inverseuse et non-inverseuse du comparateur COMP sont connectées aux bornes respectives 335 et 336, le premier état du signal comp est un état haut et le deuxième état du signal comp est un état bas.

Le circuit CIRC3 comprend en outre une porte logique 900 configurée pour fournir le signal EN à partir des signaux End et Start. La porte 900 est configuré pour fournir le signal EN à son premier état, dans cet exemple l'état bas, uniquement si le signal End est à son deuxième état, dans cet exemple l'état bas, et si le signal comp est dans son deuxième état, dans cet exemple l'état bas, et pour fournir le signal EN à son deuxième état, dans cet exemple l'état haut, sinon. Ainsi, dans cet exemple, la porte 900 est une porte OU ("OR" en anglais) dont une entrée reçoit le signal End, dont une autre entrée reçoit le signal comp, et dont la sortie fournit le signal EN et est connectée à la borne 333 du circuit CIRC3.

La personne du métier est en mesure d'adapter le circuit CIRC3 décrit ci-dessus au mode de réalisation dans lequel le signal EN est au premier état lorsque la température T est inférieure à la température Te, et au deuxième état sinon, ainsi qu'au mode de réalisation dans lequel le signal EN est au premier état pendant la durée prédéterminée Ti à partir d'un moment où la tension Vbus devient inférieure au seuil Vth, et au deuxième état sinon.

La figure 8 représente, de manière plus détaillée, un exemple de mode de réalisation de l'interface 214 de la figure 2.

Dans cet exemple de mode de réalisation, l'interface 214 (partiellement représentée) comprend les circuits CIRC1, CIRC2, CIRC3, CIRC4 et AMP tels que décrits en relation avec les figures respectivement 3, 5, 7, 4 et 6.

Par ailleurs, dans cet exemple de mode de réalisation :
- le signal (sig4 en figure 2) reçu par la borne 338 du circuit CIRC3 est la tension VR2 aux bornes de la résistance R2 du circuit CIRC2 ;
- les signaux sig5 et sig3 sont identiques et sont représentatifs de l'écart entre la valeur de consigne Vtarget et le seuil Vth ;
- le signal sig1 représentatif de la tension Vbus est fourni par un pont diviseur de tension comprenant deux résistances R6 et R7 en série entre les bornes 312 et 313, la résistance R7 étant connectée à la borne 313 et le signal sig1 étant disponible sur le noeud de connexion 1000 entre les résistances R6 et R7 ;
- le signal sig2 reçu par la borne 329 du circuit CIRC2 est le signal regul-cc ;
- l'interrupteur IT du circuit CIRC2 est mis en œuvre par un transistor MOS à canal N ;
- le signal Te-s est disponible sur un noeud 1006 de connexion entre une résistance Ra et une résistance Rb connectées série entre un noeud 1002 configuré pour recevoir le potentiel d'alimentation Vint interne de l'interface 214, et un noeud 1004 configuré pour recevoir le potentiel de référence GND, la résistance Ra étant connectée entre les noeuds 1006 et 1002 ;
- le signal T-s est disponible sur un noeud 1008 de connexion entre une résistance Rc et une résistance Rntc connectées série entre les noeuds 1002 et 1004, la résistance Rntc étant une résistance à coefficient en température négatif et étant connectée entre les noeuds 1008 et 1002 ;
- le circuit AMP2 est mis en œuvre par un amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse (-) est connectée à la borne 315 du circuit CIRC1, dont l'entrée non inverseuse (+) est connectée à la borne 318 du circuit CIRC1, et dont la sortie est connectée à la borne 505 du circuit CIRC4 ; et
- le circuit AMP3 est mis en œuvre par un amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse (-) est connectée à la borne 317 du circuit CIRC1, dont l'entre non inverseuse (+) est connectée à la borne 506 du circuit CIRC4, et dont la sortie est connectée à la borne 314 du circuit CIRC1.

A titre d'exemple, on considère le cas où :
- les résistances R2 et R1 ont la même valeur ;
- les courants Ireg, Ireg' et Ireg" sont identiques ;
- le signal Ith-s est égal à Ginit*Ith, avec Ginit la valeur par défaut du gain G ;
- les résistances R6 et R7 sont choisies pour que le signal sig soit égal à Vbus/A ; et
- le signal Vtarget-s est égal à Vtarget/A, A étant par exemple égal à 10.

En fonctionnement à tension constante, le signal Isens est égal à Ginit*I et est inférieur au signal Ith-s égal à Ginit*Ith. Il en résulte que le signal regul-cc est à une valeur basse telle que le transistor T du circuit CIRC4 est bloqué. Le courant Ireg est nul et le signal Vtarget'-s est égal au signal Vtarget-s et est donc représentatif de la valeur de consigne Vtarget. Le circuit CIRC1 fournit le signal cmd déterminé sur la base de l'écart en les signaux Vtarget'-s et sig1, de sorte que le convertisseur CONV est commandé pour fournir une tension Vbus à la valeur Vtarget.

En fonctionnement à courant constant, on considère d'abord que le signal EN est à son deuxième état et que le circuit CIRC2 fournit le signal MOD à sa valeur par défaut, par exemple du fait que la tension Vbus est encore supérieure au seuil Vth. Le signal Isens est alors égal à Ginit*I, et le signal regul-cc détermine l'écart entre les valeurs Vtarget et Vtarget' de sorte que le courant I soit régulé à la valeur du seuil Ith. Dit autrement, le signal regul-cc assure la régulation en courant constant. Si le courant I tend à augmenter au-dessus du seuil Ith, la valeur du signal regul-cc augmente, d'où il résulte une augmentation correspondante du courant Ireg et une diminution de la valeur du signal Vtarget'-s égal à Vtarget-s – R1*Ireg. Du fait que le circuit CIRC1 fournit un signal cmd déterminé sur la base de l'écart entre les signaux Vtarget'-s et sig1, le convertisseur CONV est alors commandé pour fournir une tension Vbus à une valeur Vtarget' plus faible que la valeur Vtarget, par exemple à une valeur égale à Vtarget – A*R1*Ireg.

Toujours en fonctionnement à courant constant, alors que le courant I est régulé à la valeur Ith, on considère que la valeur Vtarget' atteint le seuil Vth, ou, dit autrement que la tension Vbus atteint le seuil Vth. Le signal EN commute alors à son premier état. Il en résulte que le signal MOD module ensuite le gain G de sorte que l'écart entre les consignes Vtarget et Vtarget', c’est-à-dire l'écart entre la valeur Vtarget et la tension Vbus régulée à la valeur Vtarget', soit égal à l'écart entre la valeur Vtarget et le seuil Vth. Ainsi, lorsque le signal EN est au premier état et que le courant I est supérieur ou égal au seuil Ith, le gain G est modulé de sorte que la tension Vbus est régulée à la valeur Vth. Il en résulte que la tension Vbus ne passe donc pas en dessous du seuil UVLO tant que le signal EN est dans son premier état.

Lorsque le signal EN commute de nouveau à son deuxième état, le gain G du circuit AMP n'est plus modulé par le circuit CIRC2, et l'interface retrouve un fonctionnement dans lequel une augmentation du courant I peut entraîner que la tension Vbus devienne inférieure au seuil UVLO, et donc que l'interface 214 ouvre son interrupteur SW avant, par exemple, de mettre en œuvre une nouvelle négociation de puissance à fournir à une charge.

Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaitront à la personne du métier. En particulier, la mise en œuvre de l'interface 214 ne se limite pas au mode de réalisation des circuits CIRC1, CIRC2, CIRC3, CIRC4 et AMP décrits en relation avec les figures 2 à 8. En effet, dans un fonctionnement à courant constant, la personne du métier est en mesure de prévoir d'autres circuits permettant, lorsque le signal EN est à son premier état, de moduler le gain d'un circuit fournissant un signal représentatif du courant dans la résistance R sur la base duquel est modifiée une valeur de consigne de la tension Vbus de sorte que la tension Vbus reste supérieure au seuil UVLO. Par exemple, bien que l'on ait décrit en relation avec la figure 8 un signal sig1 égal à une fraction de la tension Vbus, le signal sig1 aurait pu être égal à une fraction de la tension Vsrc.

Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims (15)

1. Interface d'alimentation comprenant :
   un convertisseur (CONV) configuré pour recevoir une tension d'alimentation (Vsupply), le convertisseur (CONV) comprenant une première borne (307) configurée pour fournir une première tension DC (Vsrc) ;
   une première résistance (R) et un premier interrupteur (SW) en série entre la première borne (307) et une borne (312) de sortie de l'interface (214) configurée pour fournir une deuxième tension DC (Vbus) ;
   un premier circuit (CIRC2) configuré pour recevoir un premier signal (EN) et pour fournir un deuxième signal (MOD) représentatif d'un écart entre la deuxième tension (Vbus) et un seuil de tension lorsque le premier signal (EN) est dans un premier état, et à une valeur par défaut lorsque le premier signal (EN) est dans un deuxième état ;
   un deuxième circuit (AMP) configuré pour fournir un troisième signal (Isens) représentatif d'une valeur d'un premier courant (I) dans la première résistance (R) multipliée par un gain du deuxième circuit, et pour modifier ledit gain sur la base du deuxième signal (MOD) ; et
   un troisième circuit (CIRC1) configuré pour fournir un signal de commande (cmd) du convertisseur (CONV) sur la base d'un seuil de courant, d'une premier valeur cible de la deuxième tension (Vbus), d'une valeur courante de la deuxième tension (Vbus) et du troisième signal (Isens).
2. Interface selon la revendication 1, comprenant un quatrième circuit (CIRC3) configuré pour fournir le premier signal (EN) au premier état pendant une durée prédéterminée après que la deuxième tension (Vbus) atteigne le seuil de tension et/ou si une température dans l'interface est inférieure à une température maximale, et au deuxième état sinon.
3. Interface selon la revendication 2, dans laquelle le quatrième circuit (CIRC3) comprend :
   un compteur (COUNTER) configuré pour compter pendant ladite durée prédéterminée après une commutation d'un signal de démarrage (Start) du compteur, et pour commuter un signal de sortie (End) du compteur une fois ladite durée prédéterminée écoulée, et un comparateur (COMP1) d'un signal (sig5) représentatif dudit seuil de tension et d'un signal (sig4 ; VR2) représentatif de la valeur courante de la deuxième tension (Vbus), configuré pour fournir le signal de démarrage (Start) ; et/ou
   un comparateur (COMP2) d'un signal (Te-s) représentatif de la température maximale et d'un signal (T-s) représentatif de la température dans l'interface (214) configuré pour fournir un signal (comp) représentatif de ladite comparaison de la température maximale et de la température dans l'interface (214),
   le premier signal (EN) étant déterminé à partir du signal de sortie (End) du compteur (COUNTER) et/ou du signal (comp) représentatif de ladite comparaison de la température maximale et de la température dans l'interface (214).
4. Interface selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, destinée à alimenter une charge (400), l'interface (214) étant configurée pour négocier une puissance à fournir à la charge, sélectionnable dans une liste prédéfinie de puissances, la puissance négociée déterminant le seuil de courant, la première valeur cible et le seuil de tension.
5. Interface selon les revendications 2 et 4, dans laquelle la puissance négociée détermine également la durée prédéterminée et/ou la température maximale.
6. Interface selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle les premier (CIRC2), deuxième (AMP) et troisième (CIRC1) circuits sont configurés pour que, lorsque le premier signal (EN) est au premier état, le signal de commande (cmd) du convertisseur (CONV) est tel que la valeur courante de la deuxième tension (Vbus) reste supérieure ou égale au seuil de tension.
7. Interface selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le troisième circuit (CIRC1) comprend :
   un cinquième circuit (AMP2) configuré pour fournir, à partir du troisième signal (Isens), un quatrième signal (regul-cc) représentatif d'un écart entre le seuil de courant multiplié par une valeur par défaut du gain du deuxième circuit (AMP) et la valeur du premier courant (I) multipliée par le gain du deuxième circuit (AMP) ;
   un sixième circuit (CIRC4) configuré pour fournir un cinquième signal (Vtarget'-s) représentatif d'une deuxième valeur cible de la deuxième tension (Vbus) égale à la première valeur cible (Vtarget) modulée par le quatrième signal (regul-cc) ; et
   un septième circuit (AMP3) configuré pour fournir le signal de commande (cmd) sur la base d'un écart entre la deuxième valeur cible (Vtarget') et la valeur courante de la deuxième tension (Vbus).
8. Interface selon la revendication 7, dans laquelle le sixième circuit (CIRC4) comprend une deuxième résistance (R1) connectée entre un premier noeud (504) configuré pour recevoir un septième signal (Vtarget-s) représentatif de la première valeur cible et un deuxième noeud (506) configuré pour fournir le cinquième signal (Vtarget'-s), et un premier transistor (T) connecté entre le deuxième noeud (506) et un troisième noeud (600) d'application d'un potentiel de référence (GND), une borne de commande du transistor (T) étant configurée pour recevoir le quatrième signal (regul-cc).
9. Interface selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle le premier circuit (CIRC2) comprend :
   un premier assemblage comportant une troisième résistance (R2) et un interrupteur (IT) connectés en parallèle, une borne de commande de l'interrupteur (IT) étant configurée pour recevoir le premier signal (EN) ;
   un huitième circuit (705, T1) configuré pour fournir au premier assemblage un deuxième courant (Ireg'') déterminé par le quatrième signal (regul-cc) ; et
   un neuvième circuit (AMP4) configuré pour fournir le deuxième signal (MOD) à partir d'une tension (VR2) aux bornes de la troisième résistance (R2) et d'un signal (sig3) représentatif d'un écart entre la première valeur cible et le seuil de tension.
10. Interface selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle le deuxième circuit (AMP) comprend :
    un amplificateur opérationnel (800) ;
    une quatrième résistance (R3) connectée entre une borne (321) de la première résistance (R) reliée au convertisseur (CONV) et une première entrée de l'amplificateur opérationnel (800), une deuxième entrée de l'amplificateur opérationnel (800) étant reliée à une autre borne (322) de la première résistance (R) reliée à la borne (312) de sortie de l'interface (214) ;
    un deuxième assemblage comportant un deuxième transistor (T4), une cinquième résistance (R4) et une sixième résistance (R5) connectés en série entre la première entrée de l'amplificateur (800) et un noeud (702) d'application d'un potentiel de référence (GND) ; et
    un troisième transistor (T5) connecté en parallèle de la sixième résistance (R5) et ayant une borne de commande configurée pour recevoir le deuxième signal (MOD),
    le deuxième transistor (T4) ayant une borne de commande reliée, de préférence connectée, à une sortie de l'amplificateur (800), une première borne de conduction reliée, de préférence connectée à la première entrée de l'amplificateur (800), et une deuxième borne de conduction configurée pour fournir le troisième signal (Isens).
11. Procédé mis en œuvre dans une interface d'alimentation (214) comprenant un convertisseur (CONV) recevant une tension d'alimentation (Vsupply) et dont une première borne (307) fournit une première tension DC (Vsrc), et une première résistance (R) et un premier interrupteur (SW) en série entre la première borne (307) et une borne de sortie (312) de l'interface fournissant une deuxième tension DC (Vbus), le procédé comprenant :
    a) fournir, avec un premier circuit (CIRC2) de l'interface recevant un premier signal (EN), un deuxième signal (MOD) représentatif d'un écart entre la deuxième tension (Vbus) et un seuil de tension lorsque le premier signal (EN) est dans un premier état, et à une valeur par défaut lorsque le premier signal (EN) est dans un deuxième état ;
    b) fournir, avec un deuxième circuit (AMP) de l'interface, un troisième signal (Isens) représentatif d'un premier courant (I) dans la première résistance (R) multipliée par un gain du deuxième circuit (AMP) ;
    c) modifier le gain du deuxième circuit (AMP) sur la base du deuxième signal (MOD) ; et
    d) fournir, avec un troisième circuit (CIRC1) de l'interface, un signal de commande (cmd) du convertisseur (CONV) déterminé sur la base d'un seuil de courant, d'une premier valeur cible de la deuxième tension, d'une valeur courante de la deuxième tension (Vbus) et du troisième signal (Isens).
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le premier signal (EN) est dans le premier état pendant une durée prédéterminée (Time) après que la deuxième tension (Vbus) atteigne le seuil de tension et/ou si une température dans l'interface est inférieure à une température maximale, et au deuxième état sinon.
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, dans lequel, lors d'une négociation avec une charge (400) à alimenter reliée à l'interface (214), l'interface sélectionne une puissance dans une liste prédéfinie de puissances, la puissance négociée déterminant le seuil de courant, la première valeur cible, le seuil de tension et, de préférence, la durée prédéterminée et/ou la température maximale.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel, lorsque le premier signal (EN) est au premier état, le troisième circuit (CIRC1) commande le convertisseur (CONV) pour que la valeur courante de la deuxième tension (Vbus) reste supérieure ou égale au seuil de tension.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel le signal de commande (cmd) est déterminé sur la base d'un écart entre une deuxième valeur cible et la valeur courante de la deuxième tension (Vbus), et dans lequel la deuxième valeur cible est égale à la première valeur cible modulée sur la base d'un écart entre le troisième signal (Isens) et un signal (Ith-s) représentatif du seuil de courant multiplié par une valeur par défaut du gain du deuxième circuit (AMP).